G Gerontol 2011;59:198-201
Società Italiana
di Gerontologia e
Geriatria
Articolo originale
Original article
Sezione di Geriatria Clinica
Invecchiamento e alterazioni dell’omeostasi
del colesterolo: studio dei livelli plasmatici
degli steroli idrossilati come markers metabolici
Aging and alterations of cholesterol homeostasis:
study of plasma levels of oxysterols as metabolic markers
M. Bertolotti*, P. Loria*, C. Mussi*, E. Pellegrini*, M. Del Puppo**,
C. Galbusera**, S. Ognibene*, L. Carulli*, N. Carulli*
*
Dipartimento di Medicina, Endocrinologia, Metabolismo e Geriatria, Università di Modena e
Reggio Emilia, Modena; ** Dipartimento di Medicina Sperimentale, Università di Milano Bicocca,
Monza
Objectives. Modifications of cholesterol metabolism with aging are ill-defined.
The objective of this study was to define aging-associated alterations of the different metabolic pathways controlling cholesterol homeostasis by analysis of
circulating levels of hydroxylated sterols.
Methods. We analyzed serum samples from 123 adult subjects (45 male, 78 female, age range 38-78 years) from the epidemiological M.I.COL. study (Multicentrica Italiana Colelitiasi). The plasma levels of the different hydroxysterols,
recognized as markers of the main metabolic pathways of cholesterol homeostasis, were determined: synthesis (lathosterol), absorption (campesterol and sitosterol), degradation to bile acids (7alpha-hydroxy-4-cholesten-3-one). Analysis
was performed by gas-chromatography - mass spectrometry.
Results. A significant correlation was detected between age and cholesterol levels. The lathosterol/cholesterol ratio (an index of cholesterol synthesis) was lower in older (age > 65), compared to younger subjects (102 ± 39 vs. 126 ± 62 microg/100 microg cholesterol; p < 0.05, t test for independent data). A significant
inverse correlation was present between the lathosterol/cholesterol ratio and
age. The remaining markers did not show significant modifications with aging,
even if a trend toward a reduction of cholesterol markers was present.
Conclusions. These data, although preliminary, show a reduction of cholesterol
synthesis with aging. The finding might be related to a reduced metabolic need
for cholesterol in advancing age, leading to a down-regulation of the main mechanisms for cholesterol uptake by the liver. The possible implications in terms of
pharmacological management of hypercholesterolemia remain to be defined.
Key words: Aging • Cholesterol metabolism • Cholesterol synthesis • Cardiovascular risk • Atherosclerosis
Pacini
Editore
Medicina
■■ Arrivato in Redazione il 30/3/2011. Accettato il 14/4/2011.
■■ Corrispondenza: Marco Bertolotti, U.O. Geriatria, Dipartimento di Medicina, Endocrinologia,
Metabolismo e Geriatria, Università di Modena e Reggio Emilia, Nuovo Ospedale Civile di Modena, via Giardini 1355, 41026 Modena - E-mail: [email protected]
invecchiamento e alterazioni dell’omeostasi del colesterolo
Introduzione
199
Le modificazioni del metabolismo del colesterolo in corso di invecchiamento non sono ben
caratterizzate. Studi epidemiologici suggeriscono che i livelli di colesterolemia tendono ad aumentare nell’età adulta, e poi a calare nell’anziano 1. Anche l’impatto della colesterolemia sul rischio cardiovascolare nell’anziano è argomento
oggetto di controversia 2.
Le evidenze relative agli effetti dell’invecchiamento sulle varie tappe del metabolismo del
colesterolo sono estremamente limitate: dati
nell’uomo hanno evidenziato una riduzione del
catabolismo delle lipoproteine a bassa densità
(LDL) in un gruppo di pazienti maschi di età
avanzata 3; altri dati sembrano suggerire una
riduzione della conversione del colesterolo ad
acidi biliari 4-6. Non sono attualmente presenti
evidenze sperimentali che abbiano studiato in
modo sistematico gli effetti dell’invecchiamento
sulle diverse tappe che regolano il metabolismo
del colesterolo.
Scopo di questo studio è definire le alterazioni
delle diverse vie metaboliche che controllano
l’omeostasi del colesterolo nell’uomo in relazione all’invecchiamento, mediante analisi dei livelli circolanti di steroli idrossilati.
Brevemente, dopo procedura di estrazione dal
siero e dopo derivatizzazione degli estratti a trimetil-silil eteri i campioni sono stati sottoposti
ad analisi GC-MS su strumento Thermofinnigan
GC-Q a trappola ionica con colonna capillare. Il
dosaggio quantitativo è stato eseguito confrontando le determinazioni analitiche con curve
standard contenenti quantità note dei vari idrossisteroli e di standard interno (rispettivamente:
19-idrossicolesterolo per l’analisi di 7alfa-idrossi-4-colesten-3-one, latosterolo deuterato per
l’analisi di latosterolo e 5alfa-colestano per gli
steroli vegetali) 11.
I risultati sono stati espressi, in accordo con la
letteratura, sotto forma di rapporto con il colesterolo plasmatico totale per quanto riguarda latosterolo e steroli vegetali, e in valore assoluto per
quanto riguarda il 7alfa-idrossi-4-colesten-3-one.
I dati sperimentali sono stati espressi come media ± SD. La significatività delle differenze fra
gruppi sperimentali è stata eseguita mediante
test t di Student per dati indipendenti. La presenza di una correlazione fra le diverse variabili
è stata testata mediante analisi di regressione
lineare, secondo il metodo dei minimi quadrati.
L’analisi statistica è stata eseguita con software
SPSS (versione 15.0 per Windows) su postazione PC IBM-compatibile.
Pazienti e metodi
Risultati
Sono stati analizzati campioni di siero provenienti da 123 soggetti adulti (45 di sesso maschile, 78 di sesso femminile, range di età 3878 anni) provenienti dalla casistica dello studio
epidemiologico MICOL (Multicentrica Italiana
Colelitiasi) 7. I soggetti venivano arruolati a caso
dalle liste anagrafiche comunali dalla popolazione generale.
Nei campioni di siero, conservati a -80°C fino
al momento dell’analisi, sono state determinati
i livelli plasmatici dei principali lipidi, mediante tecniche standard di laboratorio. Inoltre sono
state analizzate le concentrazioni dei diversi steroli idrossilati, riconosciuti in letteratura come
indici delle principali tappe del metabolismo
del colesterolo: rispettivamente sintesi (latosterolo) 8, assorbimento (campesterolo e sitosterolo) 9, degradazione ad acidi biliari (7alfa-idrossi4-colesten-3-one) 10.
I dosaggi sono stati eseguiti in gas-cromatografia e spettrometria di massa (GC-MS), come descritto in precedenza 11.
Nel campione studiato è stata riscontrata una
correlazione significativa fra età e livelli di colesterolemia (r = 0,33, p < 0,01).
La Tabella I mostra i valori dei marcatori metabolici analizzati in soggetti giovani (età < 65 anni) in
confronto a soggetti di età anziana (≥ 65 anni).
Il valore del rapporto latosterolo/colesterolo
(indice della sintesi di colesterolo) è risultato
inferiore nei soggetti anziani rispetto ai soggetti
più giovani (102 ± 39 vs. 126 ± 62 microg/100
microg colesterolo; p < 0,05). Gli altri indici metabolici (steroli vegetali, 7alfa-idrossi-4-colesten3-one) non mostrano differenze significative nei
due gruppi di soggetti.
È inoltre presente una correlazione inversa significativa fra il rapporto latosterolo/colesterolo
e l’età (r = -0,22, p < 0,01). Gli altri indici non
presentano modificazioni significative in rapporto all’invecchiamento anche se è presente un
lieve trend verso una riduzione dei markers di
assorbimento (correlazione fra rapporto campesterolo/colesterolo ed età: r = -0,11, p = 0,2).
m. bertolotti et al.
200
Tab. I. Valori dei marcatori metabolici nella casistica studiata, suddivisa per età (media ± SD).
Latosterolo/colesterolo
(microg/100 mg
colesterolo)
Campesterolo/
colesterolo (microg/
100 mg colesterolo)
Sitosterolo/colesterolo
(microg/100 mg
colesterolo)
7alfa-idrossi-4colesten-3-one
(microg/dl)
Soggetti giovani (< 65 anni)
126 ± 62
174 ± 106
372 ± 241
1,03 ± 1,29
Soggetti anziani (≥ 65 anni)
102 ± 39
145 ± 101
328 ± 228
0,94 ± 0,93
*
* p < 0,05 vs. soggetti giovani, test t di Student per dati indipendenti.
Discussione
Questi dati sperimentali, ancora preliminari, in
una popolazione di soggetti non ospedalizzati, quindi teoricamente “sani”, evidenziano innanzitutto un aumento della colesterolemia col
procedere dell’età. Il dato è in accordo con le
precedenti evidenze di Ericsson et al. 3 che documentavano una riduzione del turnover delle
LDL con l’invecchiamento.
Nella nostra casistica, il dato si associa con una
riduzione del rapporto latosterolo/colesterolo,
indice della biosintesi di colesterolo. I livelli
degli altri steroli idrossilati non mostrano differenze significative nel confronto fra soggetti di
età diversa. Questo risultato è consistente con la
presenza di una significativa correlazione inversa fra età e rapporto latosterolo/colesterolo.
I dati suggeriscono che nell’invecchiamento si
verifichi una riduzione della sintesi corporea (e
presumibilmente epatica) di colesterolo.
I meccanismi alla base di questo fenomeno non
possono essere chiariti dai risultati di questo
studio; si può tuttavia ipotizzare che nell’anziano sia presente una ridotta richiesta metabolica
di colesterolo, legata alla diminuzione del fabbisogno di questo sterolo. L’omeostasi epatica
di colesterolo è controllata in modo estremamente raffinato dal bilancio fra entrate e uscite 12: è verosimile che in corso di riduzione dei
fabbisogni metabolici si verifichino, in parallelo,
una riduzione della captazione di lipoproteine
dal plasma, in larga misura mediata dal recettore per le lipoproteine a bassa densità (lowdensity lipoproteins – LDL) e una ridotta sintesi
endogena di colesterolo (il cui enzima limitante
è la idrossimetil glutaril CoA reduttasi, o HMGCoA reduttasi). L’espressione di entrambi i geni
(HMG-CoA reduttasi e recettore per le LDL) è
regolata a livello trascrizionale da un sistema di
recettori nucleari che fungono da “sensori” del
contenuto lipidico nella cellula, gli sterol regulatory element binding proteins (SREBPs) 13; è
quindi estremamente verosimile che le alterazioni del metabolismo del colesterolo che si verificano durante l’invecchiamento possano essere mediate da questo sistema di regolazione.
Non siamo stati invece in grado di documentare
modificazioni nella degradazione del colesterolo
ad acidi biliari, come riflesso dai livelli circolanti di 7alfa-idrossi-4-colesten-3-one. Questo dato
è in contrasto con precedenti evidenze, sia di
altri Autori 4 che del nostro stesso gruppo di ricerca 5-6. È difficile spiegare questa discrepanza,
anche se ricordiamo che la casistica di questo
studio è rappresentata da soggetti ambulatoriali,
mentre nei nostri studi precedenti 5 erano stati
studiati pazienti ospedalizzati e non è escluso
che questo possa giustificare, almeno in parte, il
diverso comportamento metabolico.
Conclusioni
L’invecchiamento sembra associarsi a una riduzione della sintesi di colesterolo, in parallelo
con un aumento dei livelli circolanti, probabilmente in virtù di una riduzione dei fabbisogni
metabolici col procedere dell’età. Riteniamo che
questi dati possano avere un significato nel contesto delle alterazioni fisiopatologiche associate
all’invecchiamento, mentre è più difficile pensare di estrapolare delle implicazioni in merito alla
gestione farmacologica delle ipercolesterolemie
nel paziente anziano. A questo riguardo l’atteggiamento terapeutico deve essere estremamente
articolato, soppesando attentamente i benefici legati alla presenza di una condizione di elevato
rischio cardiovascolare e i possibili effetti collaterali, anch’essi più frequenti nell’età avanzata 14-18.
invecchiamento e alterazioni dell’omeostasi del colesterolo
Obiettivi. Le modificazioni del metabolismo del
colesterolo nell’invecchiamento non sono ben caratterizzate. Scopo di questo studio è definire le
alterazioni associate all’invecchiamento delle diverse vie metaboliche che controllano l’omeostasi
del colesterolo nell’uomo, mediante analisi dei livelli circolanti di steroli idrossilati.
Metodi. Sono stati analizzati campioni di siero
provenienti da 123 soggetti adulti (45 maschi, 78
femmine, range di età 38-78 anni) dello studio
epidemiologico MICOL (Multicentrica Italiana
Colelitiasi). Sono state determinate le concentrazioni dei diversi idrossisteroli, riconosciuti in
letteratura come indici delle principali tappe del
metabolismo del colesterolo: sintesi (latosterolo),
assorbimento (campesterolo e sitosterolo), degradazione ad acidi biliari (7alfa-idrossi-4-colesten-3one). Il dosaggio è stato eseguito in gas-cromatografia e spettrometria di massa.
201
rolo) è risultato inferiore nei soggetti anziani (età
> 65) rispetto ai soggetti più giovani (102 ± 39 vs.
126 ± 62 microg/100 microg colesterolo; p < 0,05,
test t per dati indipendenti). È presente una correlazione inversa significativa fra il rapporto latosterolo/colesterolo e l’età. Gli altri indici non presentano modificazioni significative in rapporto all’invecchiamento anche se è presente un trend verso
una riduzione dei markers di assorbimento.
Conclusioni. Questi dati, tuttora preliminari, suggeriscono che si verifichi una diminuzione della
sintesi di colesterolo nell’invecchiamento. Il fenomeno potrebbe essere in rapporto con un ridotto
fabbisogno metabolico nell’età avanzata che comporti una down-regulation dei principali meccanismi di approvvigionamento di colesterolo da
parte del fegato. Restano da definire le possibili
implicazioni in termini di gestione farmacologica
delle ipercolesterolemie.
Risultati. È presente una correlazione significativa
fra età e livelli di colesterolemia. Il rapporto latosterolo/colesterolo (indice della sintesi di coleste-
Parole chiave: Invecchiamento • Metabolismo del
colesterolo • Sintesi del colesterolo • Rischio cardiovascolare • Aterosclerosi
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